DE102014111241A1 - Sheet metal or sintered part for a stator or a rotor of an electrical machine and method for its production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Blech- oder Sinterteil (10) für einen Stator oder einen Läufer einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Elektromotors, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Blech- oder Sinterteils (10). Das Blech- oder Sinterteil 10 weist ein Verbindungsteil (11) auf, von dem regelmäßig beabstandete Zähne (12) wegragen. An dem freien Ende weist jeder Zahn (12) einen Zahnkopf (14) auf, der über einen Zahnsteg (13) mit dem Verbindungsteil (11) verbunden ist. Jeder Zahn hat wenigstens ein erstes Zahnsegment (22) sowie wenigstens ein zweites Zahnsegment (23). Die Zahnsegmente sind aus unterschiedlichen magnetisierbaren Materialien (M1, M2) hergestellt. Auf diese Weise können die Materialien (M1, M2) gezielt hinsichtlich ihrer magnetischen und/oder mechanischen Eigenschaften in dem Bereich des Zahns (12) eingesetzt werden, wo sie das magnetisch und/oder mechanische Verhalten des Zahns (12) und mithin des Blech- oder Sinterteils (10) optimieren können. Insbesondere ist am Zahnkopf (14) wenigstens ein erstes Zahnsegment (22) vorhanden, dessen Sättigungsmagnetisierung BS1 größer ist als die des übrigen Blech- oder Sinterteils (10).The invention relates to a sheet metal or sintered part (10) for a stator or a rotor of an electrical machine, for example an electric motor, and to a method for producing such a sheet metal or sintered part (10). The sheet metal or sintered part 10 has a connecting part (11), from which regularly spaced teeth (12) protrude. At the free end, each tooth (12) has a tooth head (14) which is connected to the connecting part (11) via a toothed web (13). Each tooth has at least a first toothed segment (22) and at least one second toothed segment (23). The tooth segments are made of different magnetizable materials (M1, M2). In this way, the materials (M1, M2) can be used specifically with regard to their magnetic and / or mechanical properties in the region of the tooth (12), where they can influence the magnetic and / or mechanical behavior of the tooth (12) and thus of the sheet metal. or sintered parts (10) can optimize. In particular, at least one first toothed segment (22) is present on the tooth head (14) whose saturation magnetization BS1 is greater than that of the remaining sheet metal or sintered part (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Blech- oder Sinterteil für einen Stator bzw. Ständer oder einen Rotor bzw. Läufer einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Elektromotors. Dieses Blech- oder Sinterteil kann entsprechend auch als Läuferblech bzw. Statorblech bezeichnet werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Blech- oder Sinterteils. Der Läufer kann um eine Drehachse rotieren (Rotor) oder sich im Falle einer translatorisch arbeitenden elektrischen Maschine linear entlang dem Stator oder Ständer bewegen.The invention relates to a sheet metal or sintered part for a stator or stator or a rotor or rotor of an electrical machine, for example an electric motor. This sheet metal or sintered part can also be referred to as Läufererblech or stator. The invention also relates to a method for producing such a sheet metal or sintered part. The rotor can rotate about a rotation axis (rotor) or, in the case of a translationally operating electric machine, move linearly along the stator or stator.
Es ist bekannt, Blechpakete aus einer Mehrzahl von Blech- oder Sinterteilen durch Stanzpaketieren, Kleben oder dergleichen miteinander zu verbinden. Ein solches Blechpaket ist dann Bestandteil eines Läufers bzw. Rotors oder eines Stators eines Elektromotors.It is known to combine laminated cores of a plurality of sheet metal or sintered parts by stamped packetizing, gluing or the like. Such a laminated core is then part of a rotor or rotor or a stator of an electric motor.
Jedes Blech- oder Sinterteil hat ein Verbindungsteil, von dem aus sich mehrere Zähne wegerstrecken. Für eine rotatorisch betriebene elektrische Maschine ist das Verbindungsteil in einer Umfangsrichtung um eine Drehachse geschlossen als Ringteil ausgeführt. Die Zähne erstrecken sich vom Verbindungsteil radial zur Drehachse entweder nach außen oder nach innen. Bei einer elektrischen Maschine, bei der sich der Läufer translatorisch auf einer Bewegungsbahn entlang des Stators bewegt, erstreckt sich das Verbindungsteil vorzugsweise geradlinig oder auch gekrümmt und die Zähne ragen vorzugsweise rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Läufers vom Verbindungsteil weg und sind insbesondere parallel zueinander ausgerichtet.Each sheet or sintered part has a connecting part, from which several teeth extend away. For a rotary electric machine, the connecting part is closed in a circumferential direction about an axis of rotation designed as a ring part. The teeth extend from the connecting part radially to the axis of rotation either outwardly or inwardly. In an electric machine, in which the rotor translates on a movement path along the stator, the connecting part preferably extends in a straight line or curved and the teeth preferably protrude at right angles to the direction of movement of the rotor away from the connecting part and are in particular aligned parallel to each other.
Am freien Ende jedes Zahns ist ein Zahnkopf vorhanden, der über einen Zahnsteg mit dem Verbindungsteil verbunden ist. Der Zahnkopf hat eine Zahnkopffläche, aus der die Magnetfeldlinien aus dem Blech- oder Sinterteil austreten.At the free end of each tooth, a tooth head is present, which is connected via a toothed bridge with the connecting part. The tooth head has a tooth head surface, from which the magnetic field lines emerge from the sheet metal or sintered part.
Es wurden schon vielfach Versuche unternommen, die Effizienz von elektrischen Maschinen durch Optimierung der Blech- oder Sinterteile bzw. der aus den Blech- oder Sinterteilen hergestellten Blechpakete zu verbessern. Many attempts have been made to improve the efficiency of electrical machines by optimizing the sheet or sintered parts or the sheet metal packages produced from the sheet metal or sintered parts.
Beispielsweise schlägt
In
Es ist auch bekannt, die Effizienz einer elektrischen Maschine durch die Kontur bzw. Geometrie der Blechteile, die das Blechpaket des Stators oder des Läufers bilden, zu optimieren. Es hat sich allerdings gezeigt, dass diese Optimierungsversuche an ihre Grenzen stoßen. It is also known to optimize the efficiency of an electrical machine by the contour or geometry of the sheet metal parts which form the laminated core of the stator or of the rotor. However, it has been shown that these optimization attempts reach their limits.
Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Blech- oder Sinterteil zu schaffen, mit dem sich eine verbesserte elektrische Maschine herstellen lässt.Based on the prior art, the present invention seeks to provide a sheet or sintered part, with which an improved electric machine can be produced.
Die Aufgabe wird durch die Schaffung eines Blech- oder Sinterteils für einen Stator oder einen Läufer einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines solchen Blech- oder Sinterteils ist im Patentanspruch 16 angegeben.The object is achieved by the provision of a sheet metal or sintered part for a stator or a rotor of an electrical machine with the features of claim 1. An inventive method for producing such a sheet or sintered part is specified in
Das Blech- oder Sinterteil wird dazu verwendet, ein Paket bzw. Blechpaket eines Stators oder eines Läufers zu schaffen. Eine elektrische Maschine kann somit im Läufer und/oder im Stator ein Paket bzw. Blechpaket aus jeweils mehreren erfindungsgemäßen Blech- oder Sinterteilen aufweisen. Das Blech- oder Sinterteil weist für eine rotatorisch arbeitende elektrische Maschine ein sich in einer Umfangsrichtung um eine Drehachse ringförmig geschlossenes Verbindungsteil aufweisen. Von dem Verbindungsteil ragen mehrere Zähne weg. Die Zähne sind in Umfangsrichtung um die Drehachse mit gleich großen Abständen verteilt angeordnet. The sheet or sintered part is used to create a package or laminated core of a stator or a rotor. An electric machine can thus have in the rotor and / or in the stator a package or laminated core of a plurality of sheet metal or sintered parts according to the invention. The sheet-metal or sintered part has, for a rotary electric machine, a connecting part which is annularly closed in a circumferential direction about a rotation axis. From the connecting part several teeth protrude. The teeth are distributed in the circumferential direction about the axis of rotation at equal intervals.
Das Blech- oder Sinterteil weist für eine translatorisch arbeitende elektrische Maschine (z.B. Linearantrieb) ein sich geradlinig oder gekrümmt entlang der Bewegungsbahn eines Läufers erstreckendes Verbindungsteil auf, von dem die Zähne mit vorzugsweise gleich großen Abständen weg erstrecken.The sheet metal or sintered part has, for a translationally operating electric machine (for example a linear drive), a connecting part extending in a straight line or curved along the path of movement of a rotor, from which the teeth extend at preferably equally spaced intervals.
Die Zähne haben einen Zahnsteg, der mit dem Verbindungsteil verbunden ist. An dem dem Verbindungsteil entgegengesetzten freien Ende jedes Zahns ist ein Zahnkopf vorhanden. In Einbaulage beim Betrieb der elektrischen Maschine treten an dem Zahnkopf Magnetfeldlinien aus bzw. ein, insbesondere an einer Zahnkopffläche, deren eine Erstreckungskomponente in Umfangsrichtung um die Drehachse und deren andere Erstreckungskomponente entlang der Drehachse verläuft (rotatorisch arbeitende Maschine). Die Zahnkopffläche weist bei einem Blech- oder Sinterteil für eine translatorisch arbeitende Maschine vom Verbindungsteil weg und hat eine Erstreckungskomponente in Bewegungsrichtung des Läufers und eine andere Erstreckungskomponente rechtwinkelig dazu.The teeth have a toothed ridge which is connected to the connecting part. At the connection part opposite the free end Each tooth has a tooth tip. In the installation position during operation of the electric machine, magnetic field lines emerge from the tooth tip, in particular at a tooth head surface, whose one extension component runs in the circumferential direction about the rotation axis and whose other extension component runs along the rotation axis (rotationally operating machine). The tooth head surface points at a sheet or sintered part for a translational machine away from the connecting part and has an extension component in the direction of movement of the rotor and another extension component at right angles thereto.
Erfindungsgemäß besteht jeder Zahn aus wenigstens zwei verschiedenen magnetisierbaren Materialien. Jeder Zahn hat wenigstens ein erstes Zahnsegment aus einem magnetisierbaren ersten Material und wenigstens ein zweites Zahnsegment aus einem magnetisierbaren zweiten Material. Die beiden magnetisierbaren Materialien unterscheiden sich voneinander. Dadurch ist es möglich, diejenigen Teile eines Zahns, in denen sich beim Betrieb der elektrischen Maschine zumindest zeitweise ein Magnetfeld mit einer großen magnetischen Flussdichte ausbildet, aus einem Material herzustellen, das eine entsprechend große Sättigungsmagnetisierung aufweist. Solche Materialien mit einer großen Sättigungsmagnetisierung sind in der Regel teuer. Außerdem weisen sie in einigen Fällen keine ausreichende magnetische Permeabilität bzw. keine ausreichende mechanische Stabilität auf. Andere magnetisierbare Materialien wiederum sind zwar mechanisch ausreichend stabil und/oder haben eine hohe magnetische Permeabilität, weisen jedoch wiederum eine niedrige Sättigungsmagnetisierung auf. Durch die erfindungsgemäß Ausgestaltung der Zähne mit jeweils wenigstens einem ersten Zahnsegment und wenigstens einem zweiten Zahnsegment aus verschiedenen Materialien, können die Materialien gezielt hinsichtlich ihrer magnetischen und/oder mechanischen und/oder physikalischen Eigenschaften in dem räumlichen Segment des Zahns eingesetzt werden, um insgesamt im Hinblick auf die magnetischen und/oder physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaften ein verbessertes Blech- oder Sinterteil zu erhalten. According to the invention, each tooth consists of at least two different magnetizable materials. Each tooth has at least one first toothed segment of a magnetizable first material and at least one second toothed segment of a magnetizable second material. The two magnetizable materials differ from each other. As a result, it is possible to produce those parts of a tooth in which a magnetic field having a high magnetic flux density is formed, at least temporarily, during operation of the electrical machine, from a material having a correspondingly large saturation magnetization. Such materials with a large saturation magnetization are usually expensive. In addition, in some cases they do not have sufficient magnetic permeability or sufficient mechanical stability. In turn, other magnetizable materials are mechanically stable enough and / or have high magnetic permeability but again have low saturation magnetization. The inventive design of the teeth, each with at least one first toothed segment and at least one second toothed segment made of different materials, the materials can be targeted in terms of their magnetic and / or mechanical and / or physical properties in the spatial segment of the tooth used to total in terms to obtain an improved sheet or sintered part on the magnetic and / or physical and / or mechanical properties.
Als erstes Material kann beispielsweise eine Eisenlegierung mit einem Anteil von mindestens 45% oder mindestens 50% Kobalt verwendet werden. Es können auch Eisenlegierungen mit Nickelanteilen und/oder Molybdänanteilen verwendet werden. As the first material, for example, an iron alloy having a content of at least 45% or at least 50% cobalt can be used. Iron alloys containing nickel and / or molybdenum can also be used.
Als zweites Material für das zweite Zahnsegment werden vorzugsweise sogenannte „Mu-Metalle“ oder Eisenlegierungen mit Nickelbestandteilen und/oder Siliziumbestandteilen verwendet. As the second material for the second sector gear, so-called "mu-metals" or iron alloys having nickel components and / or silicon components are preferably used.
Das Verbindungsteil des Blech- oder Sinterteils kann aus dem gleichen Material hergestellt sein wie das zweite Zahnsegment. The connecting part of the sheet metal or sintered part may be made of the same material as the second toothed segment.
Sowohl bei dem ersten Material, als auch bei dem zweiten Material handelt es sich vorzugsweise um ein weichmagnetisches Material. Insbesondere ist das gesamte Blech- oder Sinterteil aus zwei oder mehr weichmagnetischen Materialien hergestellt.Both the first material and the second material are preferably a soft magnetic material. In particular, the entire sheet or sintered part is made of two or more soft magnetic materials.
Vorzugsweise weist das erste Material eine größere Sättigungsmagnetisierung auf als das zweite Material. Die Sättigungsmagnetisierung des ersten Materials kann beispielsweise mindestens 2,0 T oder 2,3 T oder 2,5 T oder 3,0 T betragen. Die Sättigungsmagnetisierung des zweiten Materials beträgt vorzugsweise maximal als 1,0 T. Preferably, the first material has a greater saturation magnetization than the second material. The saturation magnetization of the first material may be, for example, at least 2.0 T or 2.3 T or 2.5 T or 3.0 T. The saturation magnetization of the second material is preferably at most 1.0 t.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die relative Permeabilität des ersten Materials kleiner als die des zweiten Materials. Beispielsweise hat das erste Material eine relative Permeabilität von höchstens 20.000. Die relative Permeabilität des zweiten Materials kann zumindest 30.000 sein und bei einem Ausführungsbeispiel im Bereich von 100.000 bis 200.000 liegen.In a preferred embodiment, the relative permeability of the first material is less than that of the second material. For example, the first material has a relative permeability of at most 20,000. The relative permeability of the second material may be at least 30,000 and, in one embodiment, in the range of 100,000 to 200,000.
Vorzugsweise ist der Volumenanteil des ersten Materials eines Zahns kleiner als der Volumenanteil des zweiten Materials desselben Zahns.Preferably, the volume fraction of the first material of a tooth is smaller than the volume fraction of the second material of the same tooth.
Das erste Zahnsegment bildet bei einem Ausführungsbeispiel zumindest einen Teil des Zahnkopfes. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der gesamte Zahnkopf durch das erste Zahnsegment gebildet sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Zahnkopf ein Zahnsegment aufweisen, das zumindest einen Teil der Zahnkopffläche aufweist, aus dem die Magnetfeldlinien beim Betrieb der elektrischen Maschine austreten bzw. eintreten. In one embodiment, the first toothed segment forms at least a part of the tooth head. In one embodiment, the entire tooth tip may be formed by the first toothed segment. In another embodiment, the tooth tip may include a toothed segment having at least a portion of the tooth tip surface from which the magnetic field lines emerge during operation of the electrical machine.
In Umfangsrichtung um die Drehachse betrachtet oder in Bewegungsrichtung des Läufers betrachtet kann der Zahnkopf zwei gegenüberliegende Endabschnitte haben. Zumindest einer dieser beiden Endabschnitte kann durch ein erstes Zahnsegment gebildet sein und mithin aus einem ersten Material bestehen. Im Bereich dieser Endabschnitte kann sich beim Drehen des Läufers relativ zum Stator eine betragsmäßig große magnetische Flussdichte ausbilden. Es ist daher vorteilhaft, in zumindest einem dieser Endabschnitt ein erstes Zahnsegment vorzusehen, das aus einem Material mit einer großen Sättigungsmagnetisierung besteht.Viewed in the circumferential direction about the axis of rotation or viewed in the direction of movement of the rotor, the tooth head may have two opposite end portions. At least one of these two end portions may be formed by a first toothed segment and thus consist of a first material. In the area of these end sections, when the rotor rotates relative to the stator, a magnetic flux density which is large in magnitude can be formed. It is therefore advantageous to provide in at least one of these end portions a first toothed segment, which consists of a material having a large saturation magnetization.
Wenn die elektrische Maschine in beide Bewegungs- bzw. Drehrichtungen gleichermaßen ein hohes Antriebs- bzw. Drehmoment aufweisen soll, ist es vorteilhaft, beide Endabschnitte des Zahnkopfes durch jeweils ein erstes Zahnsegment zu bilden. Bei elektrischen Maschinen, die mit einem großen Drehmoment lediglich oder hauptsächlich in eine Antriebs- bzw. Drehrichtung betrieben werden, kann es ausreichend sein, lediglich einen Endabschnitt des Zahnkopfes durch ein erstes Zahnsegment zu bilden.If the electric machine is to have a high drive or torque in both directions of movement or rotation, it is advantageous to form both end sections of the tooth head by a first toothed segment in each case. at For electric machines operated with a large torque only or mainly in a driving direction, it may be sufficient to form only one end portion of the tooth tip through a first tooth segment.
Es ist möglich, den Zahn im Hinblick auf die verwendeten Materialien unsymmetrisch zu einer Längsmittelebene oder symmetrisch zu der Längsmittelebene auszuführen. Die Längsmittelebene ist durch eine Radialebene gebildet, die sich mittig durch den Zahn oder Zahnsteg erstreckt. Wenn beispielsweise nur ein einziges erstes Zahnsegment vorhanden ist, so kann der Zahn dadurch unsymmetrisch zur Längsmittelebene ausgeführt sein, dass dieses erste Zahnsegment nicht symmetrisch zu der Längsmittelebene angeordnet ist. It is possible to make the tooth asymmetric with respect to the materials used to a longitudinal center plane or symmetrically to the longitudinal center plane. The longitudinal center plane is formed by a radial plane which extends centrally through the tooth or tooth bridge. If, for example, only a single first toothed segment is present, then the tooth can be asymmetrical to the longitudinal center plane in that this first toothed segment is not arranged symmetrically with respect to the longitudinal center plane.
Wenn zwei oder mehr erste Zahnsegmente vorhanden sind, kann der Zahn symmetrisch oder auch unsymmetrisch zu der Längsmittelebene ausgeführt sein. Eine unsymmetrische Ausführung mit zwei ersten Zahnsegmenten ist beispielsweise dann erreicht, wenn die beiden auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelebene angeordneten ersten Zahnsegmente eine unterschiedliche Form und/oder Größe aufweisen.If two or more first tooth segments are present, the tooth may be symmetrical or asymmetrical to the longitudinal center plane. An asymmetrical embodiment with two first toothed segments is achieved, for example, if the two first toothed segments arranged on opposite sides of the longitudinal center plane have a different shape and / or size.
Vorzugsweise bildet das zweite Zahnsegment zumindest einen Teil des Zahnstegs. Insbesondere ist zumindest ein Abschnitt zwischen dem Verbindungsteil und dem Zahnkopf des Zahnstegs durch das zweite Zahnsegment gebildet.Preferably, the second toothed segment forms at least a part of the toothed web. In particular, at least a portion between the connecting part and the tooth tip of the toothed bar is formed by the second toothed segment.
Es ist vorteilhaft, wenn das Verbindungsteil und das zweite Zahnsegment und/oder der Zahnsteg aus demselben Material bestehen. Dadurch ist es möglich, die Zahnstege der Zähne und das Verbindungsteil beim Herstellen des Blechoder Sinterteils gleichzeitig herzustellen, beispielsweise durch Heraustrennen aus einem Ausgangsblech. Es ist ferner möglich, dass ein in Umfangsrichtung um die Drehachse oder in Bewegungsrichtung des Läufers betrachtet betrachtet mittlerer Abschnitt des Zahnkopfes aus demselben Material besteht wie der Zahnsteg und/oder das Verbindungsteil. It is advantageous if the connecting part and the second toothed segment and / or the toothed web consist of the same material. This makes it possible to produce the tooth webs of the teeth and the connecting part during manufacture of the sheet or sintered part at the same time, for example, by separating it from an output sheet. It is also possible that a central portion of the tooth head viewed in the circumferential direction about the axis of rotation or in the direction of movement of the rotor consists of the same material as the toothed bar and / or the connecting part.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass das Verbindungsteil aus einem magnetisierbaren dritten Material besteht, das sich von dem ersten und dem zweiten Material unterscheidet. Dadurch lässt sich das Blech- oder Sinterteil im Hinblick auf seine magnetischen und/oder mechanischen und/der physikalischen Eigenschaften weiter optimieren. In one embodiment, it is also possible that the connecting part consists of a magnetizable third material, which differs from the first and the second material. As a result, the sheet metal or sintered part can be further optimized with regard to its magnetic and / or mechanical and / or physical properties.
Es ist vorteilhaft, wenn das zweite Material und/oder das dritte Material eine höhere mechanische Stabilität aufweist als das erste Material. Unter der mechanischen Stabilität ist dabei die Zugfestigkeit und/oder der Elastizitätsmodul und/oder die Härte zu verstehen. It is advantageous if the second material and / or the third material has a higher mechanical stability than the first material. The mechanical stability is to be understood as meaning the tensile strength and / or the elastic modulus and / or the hardness.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann bei einem Zahnkopf eine die Zahnkopffläche durchsetzende Nut vorhanden sein. Eine solche Nut dient dazu, die Radialkräfte beim Betrieb der elektrischen Maschine zu verringern.In a preferred embodiment, a tooth tip passing through the tooth tip surface may be present in a tooth tip. Such a groove serves to reduce the radial forces during operation of the electric machine.
Das wenigstens eine erste Zahnsegment und das wenigstens eine zweite Zahnsegment sind formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem jeweils angrenzenden Teil des Blech- oder Sinterteils verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Stanzpaketieren oder Laserschweißen hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können in den zu verbindenden Bereichen hinterschnittene Konturen ausgebildet sein, um einen formschlüssigen Eingriff herzustellen. The at least one first toothed segment and the at least one second toothed segment are positively and / or materially and / or non-positively connected to the respectively adjacent part of the sheet metal or sintered part. The cohesive connection can be produced for example by gluing, welding, stamping or laser welding. Additionally or alternatively, undercut contours may be formed in the regions to be connected in order to produce a positive engagement.
Zur Herstellung des Blech- oder Sinterteils kann wie folgt vorgegangen werden:For the production of the sheet metal or sintered part can proceed as follows:
Zunächst werden das wenigstens eine erste Zahnsegment und das wenigstens eine zweite Zahnsegment hergestellt. Beispielsweise können die Zahnsegmente aus einem jeweiligen Ausgangsblech herausgetrennt werden, durch Schneiden, Stanzen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder dergleichen. Anschließend werden die hergestellten Zahnsegmente stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden.First, the at least one first toothed segment and the at least one second toothed segment are produced. For example, the tooth segments can be cut out of a respective starting sheet, by cutting, stamping, laser cutting, water jet cutting or the like. Subsequently, the toothed segments produced are bonded together in a material-locking and / or positive-locking and / or non-positive manner.
Die zweiten Zahnsegmente der Zähne können integral, ohne Naht- und Fügestelle gemeinsam mit dem Verbindungsteil hergestellt sein, beispielsweise gleichzeitig mit dem Verbindungsteil aus einem Ausgangsblech herausgetrennt werden. Wenn das Verbindungsteil und die zweiten Zahnsegmente des Blech- oder Sinterteils aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, werden die zweiten Zahnsegmente vor oder nach dem Verbinden mit dem jeweils wenigstens einen zugeordneten ersten Zahnsegment mit dem Verbindungsteil verbunden.The second tooth segments of the teeth can be made integral, without seam and joint together with the connecting part, for example, be cut out simultaneously with the connecting part of an output sheet. If the connecting part and the second tooth segments of the sheet metal or sintered part are made of different materials, the second toothed segments are connected to the connecting part before or after the connection to the respective at least one associated first toothed segment.
Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die ersten und/oder zweiten Zahnsegmente aus einem Ausgangsblech durch Stanzen nach einem Stanzverfahren herauszutrennen, bei dem das Ausgangsblech über eine Blechhalteeinrichtung eingespannt ist. Die Einspannkraft der Blechhalteinrichtung kann abhängig von der Position eines das Stanzwerkzeug tragenden Stanzstempels variiert werden, um die Qualität der Stanzkanten zu verbessern. Ein solches Verfahren ist in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, sowie der Beschreibung und der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, as well as the description and the drawings. Hereinafter, preferred embodiments will be explained with reference to the accompanying drawings in detail. Show it:
In
In
Anstelle der hier im Zusammenhang mit der Zeichnung beispielsgemäß verwendeten Blechteile
Die Blechteile
Das Blechteil
Diese ringförmige Ausführung eines Blech- oder Sinterteil
In den
Jeder Zahn
An seinem freien Ende
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Zahnkopffläche
Jeder Zahn hat wenigstens ein erstes Zahnsegment
Wie in den
Bei den hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen bildet das wenigstens eine erste Zahnsegment
Beispielsgemäß hat das erste Material M1 des ersten Zahnsegments
Das erste Material hat eine erste relative Permeabilität μr1, die kleiner ist als die zweite relative Permeabilität μr2 de zweiten Materials M2. Die zweite relative Permeabilität μr2 ist vorzugsweise größer als 30.000 oder größer als 100.000 und kann im Bereich von 100.000 bis 200.000 liegen. Die erste relative Permeabilität μr1 ist vorzugsweise kleiner als 20.000. The first material has a first relative permeability μ r1 that is less than the second relative permeability μ r2 of the second material M2. The second relative permeability μ r2 is preferably greater than 30,000 or greater than 100,000 and may be in the range of 100,000 to 200,000. The first relative permeability μ r1 is preferably less than 20,000.
Bei dem ersten Material M1 kann es sich um eine Eisenlegierung mit einem Anteil von mindestens 45% oder mindestens 50% Kobalt handeln. Es können auch Legierung mit einem Nickelanteil oder Molybdänanteil oder Kombinationen hiervor verwendet werden. Als zweites Material wird vorzugsweise ein sogenanntes Mu-Metall verwendet. Bei dem zweiten Material kann es sich um eine Eisenlegierung mit einem Nickelbestandteil oder einem Siliziumbestandteil handeln. The first material M1 may be an iron alloy containing at least 45% or at least 50% cobalt. Alloy having a nickel content or molybdenum content or combinations thereof may also be used. As a second material, a so-called Mu metal is preferably used. The second material may be an iron alloy having a nickel component or a silicon component.
Die Werkstoffe, die als zweites Material M2 verwendet werden können, können auch für das Verbindungsteil
Dadurch, dass das wenigstens eine erste Zahnsegment
Bei dem in
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
In Umfangsrichtung U weist der Zahnkopf
Die Verbindung an einer ersten Verbindungsstelle
In den
In
Bei der Herstellung der formschlüssigen Verbindung kann zusätzlich oder alternativ zu einer stoffschlüssigen Verbindung auch eine kraftschlüssige Verbindung an einer ersten Verbindungsstelle
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei allen Ausführungsbeispielen ist das Gesamtvolumen des ersten Materials M1 des wenigstens einen ersten Zahnsegments
In Abwandlung zu den veranschaulichten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass mehr als ein zweites Zahnsegment
Der bei dem Ausführungsbeispiel nach
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den Zahn
In
Einige Magnetfeldlinien des Magnetfeldes H sind zwischen dem Zahn
Bei der Drehung des Rotors in Drehrichtung R nähert sich der Zahn
Wenn bei einer weiteren Drehung des Rotors in Drehrichtung R die Überdeckung der beiden betrachteten Zähne
Das Verbindungsteil
Bei allen veranschaulichten Ausführungsbeispielen kann das Verbindungsteil
Bei der Herstellung des Blechteils
Aus einem ersten Ausgangsblech, das aus dem ersten Material M1 besteht, werden die ersten Zahnsegmente
From a first output sheet consisting of the first material M1, the
Das Heraustrennen aus dem Ausgangsblech kann durch Schneiden, Stanzen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder dergleichen erfolgen.The separation from the starting sheet can be done by cutting, punching, laser cutting, water jet cutting or the like.
Bevorzugt werden die ersten Zahnsegmente
Im Anschluss an das Heraustrennen der einzelnen Bestandteile, werden diese an den Verbindungsstellen
Das Verbinden an den vorhandenen Verbindungsstellen
Die Blechteile eines Rotors bzw. eines Stators werden gleichartig hergestellt und zu einem Blechpaket gestapelt und verbunden. Dieses Blechpaket kann dann wie üblich in den Rotor bzw. Stator einer elektrischen Maschine integriert werden.The sheet metal parts of a rotor or a stator are made similar and stacked into a laminated core and connected. This laminated core can then be integrated as usual in the rotor or stator of an electric machine.
Die Erfindung betrifft ein Blechteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Blechteil sheet metal part
- 1111
- Verbindungsteil connecting part
- 1212
- Zahn tooth
- 1313
- Zahnsteg dental bridge
- 1414
- Zahnkopf addendum
- 1515
- freies Ende des Zahnkopfes free end of the tooth head
- 1616
- Zahnkopffläche Tooth head area
- 1717
- Nut groove
- 1818
- Wicklung winding
- 1919
- Permanentmagnet permanent magnet
- 2222
- erstes Zahnsegment first toothed segment
- 2323
- zweites Zahnsegment second toothed segment
- 2424
- Endabschnitt end
- 2525
- erste Verbindungsstelle first connection point
- 2626
- zweite Verbindungsstelle second connection point
- 2727
- Flussleitstück flux conductor
- DD
- Drehachse axis of rotation
- LL
- Längsmittelebene Longitudinal center plane
- M1M1
- erstes Material first material
- M2M2
- zweites Material second material
- M3M3
- drittes Material third material
- RR
- Drehrichtung direction of rotation
- UU
- Umfangsrichtung circumferentially
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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